Question

已知A、B、C、D均是元素周期表中前36号中的元素，其原于序数依次递增，其他相关结构或性质信息如表．

元素	结构或性质信息
A	原子核外有一个未成对电子，其氢化物与水分子间能形成氢键
B	原子核外M层电子数是N层电子数的4倍
C	是使用最为广泛的合金的主要成分
D	原子各内层电子均已饱和，最外层电子数为1

请根据信息回答有关问题：
（1）C元素在周期表中的位置为

 

，D元素原子的外围电子排布式为

 

（2）用氢键表示式写出A的氢化物水溶液中存在的所有氢键

 

．
（3）A与氧可形成原子个数比为2：1的三原子分子，其中氧的化合价为

 

，氧原子杂化类型与下列分子的中心原子杂化类型相同的是

 

a．CO₂      b．SO₂    c．NH₃       d．CH₄
（4）A、B可形成离子化合物，其晶胞结构如图甲所示，则晶胞中B离子的个数为

 

，与B离子最近且等距的A离子的个数为

 

．
（5）1183K以下C晶体的晶胞如图乙中图1，而1183K以上则转变为图2，在两种晶胞中最邻近的C原子间距离相同，则图1、图2所示两种晶中原子的空间利用率之比为

 

（可用根号表示）．

Answer 1

考点：晶胞的计算,位置结构性质的相互关系应用

专题：

分析：原子核外有一个未成对电子，其氢化物与水分子间能形成氢键，则A为F；
原子核外M层电子数是N层电子数的4倍，M层为8个电子，N层为2个电子，则B为Mg；
是使用最为广泛的合金的主要成分是铁，则C为Fe；
原子各内层电子均已饱和，最外层电子数为1，且原于序数大于Fe，则D为Cu，以此分析．

解答： 解：原子核外有一个未成对电子，其氢化物与水分子间能形成氢键，则A为F；
原子核外M层电子数是N层电子数的4倍，M层为8个电子，N层为2个电子，则B为Mg；
是使用最为广泛的合金的主要成分是铁，则C为Fe；
原子各内层电子均已饱和，最外层电子数为1，且原于序数大于Fe，则D为Cu，
（1）Fe位于元素周期表的第四周期，第Ⅷ族，Cu原子的外围电子排布式为3d¹⁰4s¹，
故答案为：第四周期Ⅷ族；3d¹⁰4s¹；
（2）HF水溶液中存在的所有氢键为：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O，
故答案为：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O；
（3）F与氧可形成原子个数比为2：1的三原子分子OF₂，F的电负性大于O，因此F为-1价，O为+2价，O的价层电子对数为2+

1

2

（6-2×1）=4，杂化类型为sp³，
a、CO₂中C原子含有2个σ键，不含孤电子对，所以C原子采用sp杂化；
b、SO₂中S原子含有2个σ键，含1个孤电子对，所以S原子采取sp²杂化；
c、NH₃中价层电子对个数=3+

1

2

（5-3×1）=4，所以N原子采用sp³杂化；
d、CH₄中价层电子对个数=4+

1

2

×（4-4×1）=4，所以C原子采用sp³杂化；
故答案为：+2；cd；
（4）A、B可形成离子化合物是MgF₂，由晶胞结构可知，白代表镁离子，镁离子的个数为8×

1

8

+6×

1

2

=4，黑球为F^-，个数为8×1=8，由面心的镁离子可以看出与镁离子最近且等距的F^-的个数为4×2=8，
故答案为：4；8；
（5）图1为体心立方晶胞，原子的空间利用率为68%，图2为面心立方晶胞，原子的空间利用率为74%，则图1、图2所示两种晶中原子的空间利用率之比为68%：74%，
故答案为：68%：74%．

点评：本题考查了元素位-构-性的关系，涉及元素推断、核外电子排布、氢键、杂化类型、晶胞的计算等知识点，综合性较强，难度较大，元素推断为解题的前提，熟练掌握物质结构与性质的核心知识是解题的根本，注意不同堆积空间利用率的数值的记忆．